Desenvolvimento de nanopartículas de ouro que controlam a diferenciação osteogênica de células-tronco
p As células-tronco mesenquimais humanas (hMSCs) resultaram das seguintes etapas:cada tipo de nanopartículas de ouro foi adicionado a hMSCs, e as células tratadas foram cultivadas durante 3 semanas. As células receberam coloração com fosfatase alcalina (ALP) ou coloração com vermelho de alizarina (ARS) de depósitos de fosfato de cálcio, ambos são indicadores de diferenciação osteogênica. Experimentos de controle com nanopartículas de ouro não modificadas e hMSCs não tratados também foram realizados para comparação. Nas imagens superiores, As células ALP positivas foram coradas com roxo, enquanto aglomerados de nanopartículas de ouro foram detectados como pontos azuis. Nas imagens inferiores, Manchas vermelhas semelhantes a teias de aranha representam depósitos de fosfato de cálcio, enquanto pontos roxos azulados indicam aglomerados de nanopartículas de ouro. Todas as barras de escala são 500 μm. Crédito:MANA, NIMS
p Unidade de Materiais de Regeneração de Tecidos da MANA, A NIMS desenvolveu com sucesso nanopartículas de ouro que possuem superfícies funcionais e atuam na diferenciação osteogênica de células-tronco. p Unidade de Materiais de Regeneração de Tecidos (Guoping Chen, Diretor de Unidade) no Centro Internacional de Nanoarquitetura de Materiais (MANA) (Masakazu Aono, Diretor geral, MANA), Instituto Nacional de Ciência de Materiais (NIMS (Sukekatsu Ushioda, Presidente)) desenvolveu com sucesso nanopartículas de ouro que possuem superfícies funcionais e atuam na diferenciação osteogênica de células-tronco. O resultado desta pesquisa foi publicado na versão online do jornal
Biomateriais em 6 de abril de 2015.
p Na medicina regenerativa, a tecnologia para controlar as funções das células-tronco, como diferenciação e proliferação, é indispensável. Foi relatado que as partículas de ouro nanométricas promovem a diferenciação de células-tronco mesenquimais humanas em osteoblastos. Também, outros estudos sugeriram que vários grupos funcionais, como amino, grupos carboxila e hidroxila promovem ou inibem a diferenciação de células-tronco. Com base nesses relatórios, assumimos que nanopartículas de ouro com superfície modificada com grupos funcionais são um candidato promissor para controlar as funções das células-tronco. Contudo, efeitos específicos de tais partículas na diferenciação de células-tronco mesenquimais humanas eram desconhecidos.
p Sintetizamos nanopartículas de ouro com superfície modificada com um dos seguintes grupos funcionais:um grupo amino carregado positivamente (-NH2), um grupo carboxil carregado negativamente (-COOH) ou um grupo hidroxil neutro (-OH), e identificaram como eles afetam a diferenciação osteogênica de células-tronco mesenquimais derivadas da medula óssea humana. Entre esses três tipos de nanopartículas, aqueles com os grupos carboxila foram captados pelas células e exibiram um forte efeito inibidor da diferenciação óssea em comparação com os outros tipos de nanopartículas. Além disso, investigamos o efeito de nanopartículas de ouro com grupos carboxila no perfil de expressão gênica de células-tronco mesenquimais da medula óssea humana. Os resultados indicaram que as nanopartículas inibiram várias expressões gênicas relacionadas à diferenciação osteogênica. Portanto, a influência das nanopartículas de ouro na promoção ou inibição da diferenciação osteogênica variou dependendo dos tipos de grupos funcionais.
p Tendo em vista a medicina regenerativa, é essencial desenvolver tecnologia que permita controlar as funções das células-tronco e também células-tronco seguras e de alta qualidade. No presente estudo, tentamos controlar as funções das células-tronco por meio da manipulação de materiais, e nossas descobertas contribuirão para a criação de novos nanomateriais que facilitam o avanço da manipulação de células-tronco. Pretendemos aproveitar esses resultados em nossos esforços futuros no desenvolvimento da medicina regenerativa.
